KR19980079563A - 화상 정보를 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 변환하는 화상 부호화 장치, 화상 부호화 방법 및 화상 축적/전송 장치 - Google Patents

화상 정보를 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 변환하는 화상 부호화 장치, 화상 부호화 방법 및 화상 축적/전송 장치 Download PDF

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Abstract

전자 스틸 카메라에 있어서, 압축 계수 추정부(9)는 화상 메모리(4)로부터 판독된 FBTC 압축 데이터 중의 LA 성분만을 사용하여 가압축을 행하고, 그 결과에 기초하여 최적인 압축 계수를 추정한다. 이어서 JPEG 인코더(7)는, FBTC 디코더(5)로부터 주어진 화상 데이터를 추정된 압축 계수로 JPEG 압축하여 기록 장치(10)로 전송한다. 화상 데이터를 직접 가압축하고 있는 종래의 경우에 비교하여 가압축 시간이 대폭적으로 단축화되고, 또한 화상 메모리(4)의 용량이 작게 해결된다.

Description

화상 정보를 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 변환하는 화상 부호화 장치, 화상 부호화 방법 및 화상 축적/전송 장치
본 발명은 화상 부호화 장치, 화상 부호화 방법 및 화상 축적/전송 장치에 관한 것으로, 특히, 화상 정보를 압축하여 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 변환하는 화상 부호화 장치, 화상 부호화 방법 및 화상 축적/전송 장치에 관한 것이다.
종래부터, 화상 데이터의 압축 방식으로서, JPEG(Joint Photographic Experts Group)에 의해서 제안된 가변 길이 부호화 방식이 공지되어 있다. 이 방식으로는 높은 압축율이 얻어지지만, 원화상(原畵像)의 내용에 의해서 압축후의 부호량이 변화하게 된다. 그래서 압축후의 부호량을 일정하게 할 필요가 있는 분야(예를 들면, 전자 스틸 카메라에서는 피사체의 내용에 관계없이 일정한 매수의 화상의 촬영 및 기록이 가능하지 않으면 않된다)에서는, 이하와 같은 방법으로 압축후의 부호량을 일정하게 하고 있다.
도 23은 이러한 종래의 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 23을 참조하면, 이 전자 스틸 카메라는 촬상 장치(51), 화상 처리부(52), 화상 메모리(53), JPEG 인코더(54), 부호량 측정부(55), 압축 계수 추정부(56) 및 기록 장치(57)를 구비한다.
촬상 장치(51)는, 렌즈, CCD 등을 포함하며 피사체상을 아날로그 화상 신호로 변환한다. 화상 처리부(52)는 촬상 장치(51)로부터 출력된 아날로그 화상 신호에 여러가지의 처리를 행한 후에 디지털 화상 데이터로 변환한다. 화상 메모리(53)는 화상 처리부(52)에서 생성된 디지털 화상 데이터를 일시적으로 기억한다.
JPEG 인코더(54)는 도 24에 도시하는 것같이 DCT 부(61), 양자화(量子化) 테이블 기억부(62), 승산기(63), 양자화부(64) 및 부호화부(65)를 포함한다.
DCT 부(61)는, 원화상을 각각 8×8 화소로 이루어지는 복수의 화소 블럭으로 분할하고, 도 25a에 예시하는 것같이, 각 화소 블럭의 화상 데이터를 8 행 8 열의 화소 데이터로 이루어지는 행렬식으로 나타낸다. 각 화소 데이터는 대응하는 화소의 화상 농도를 256 색조(8 비트=1 바이트)로 나타낸 것이다. 또한, DCT 부(61)는 각 화소 블럭의 행렬식에 대하여 이하에 나타내는 수식(1)을 사용하여 2차원 DCT를 시행하고, 도 25b에 나타내는 것 같은 8 행 8 열의 DCT 계수로 이루어지는 행렬식을 작성한다.
[수 1]
… (1)
(x, y, u, v: 0 내지 7 까지의 정수)
양자화 테이블 기억부(62)에는, 도 25c에 예시하는 것 같은 8 행 8 열의 한계값으로 이루어지는 양자화 테이블이 저장되어 있다. 승산기(63)는, 양자화 테이블 기억부(62)로부터 출력되는 8 행 8 열의 양자화 한계값에 대하여 임의의 계수(이후, 압축 계수라 칭한다)를 곱한다.
양자화부(64)는 도 25d에 나타난 바와 같이 승산기(63)로부터 주어지는 양자화 테이블의 각 한계값에 대응하는 DCT 계수를 나누어 가장 가까운 정수로 변환한다. 부호화부(65)는 하프만 부호화 방식에 의해, 양자화된 DCT 계수를 블럭 단위로 부호화하여 압축 데이터를 생성한다.
이 때, 양자화 한계값이 커질수록 양자화된 값의 비트폭이 작게 되기 때문에 정보량이 적어져 압축율이 향상한다(압축후의 부호량은 작게 된다). 단, 화질 열화의 정도는 커진다. 반대로, 양자화 한계값이 작게 되면 압축율은 저하(압축후의 부호량은 커진다)하지만, 화질 열화의 정도는 작게 억제할 수 있다. 이 성질을 이용하여, 기본적인 양자화 테이블을 양자화 테이블 기억부(62)에 저장해 두고, 그것에 압축 계수를 곱하여 양자화 테이블을 재구성함에 의해 양자화 한계값을 제어하고 화질과 부호량의 관계를 제어하는 것이 가능하게 되어 있다.
도 23으로 되돌아가서, 부호량 측정부(55)는, JPEG 인코더(54)에서 JPEG 부호화된 압축 데이터의 데이터량(부호량)을 측정한다. 압축 계수 추정부(56)는, 이하의 3가지의 처리를 행한다. 제1의 처리에서는 미리 정해진 목표 부호량(Qx)에 대하여 압축 데이터의 부호량이 작게 되는 압축 계수(s1)를 추정한다. 제2의 처리에서는 제1의 처리와 반대로, 목표 부호량(Qx)에 대하여 압축 데이터의 부호량이 커지는 압축 계수(s2)를 추정한다. 제3의 처리에서는 상기 2개의 압축 계수(s1, s2)를 사용하여 JPEG 부호화하였을 때의 부호량 측정 결과에 기초하여, 압축 데이터가 목표 부호량(Qx)이 되도록 최적인 압축 계수(sx)를 추정한다.
또한, 압축 계수(sx)의 추정 방법의 일례로서, 도 26에 도시하는 것같이 선형(線形)으로 추정하는 방법을 들 수 있다. 즉, 압축 계수가 s1인 때의 프리 인코드 후의 부호량을 Q1으로 하고, 압축 계수가 s2일 때의 프리 인코드 후의 부호량을 Q2로 하고, 목표 부호량(Qx)일 때의 압축 계수를 sx로 한다. 여기에서, 압축 계수와 부호량이 선형 관계에 있다고 가정하면, sx는 이하의 수식(2)에 의해 구할 수 있다.
sx = s1-(s1-s2)(Qx-Q1)/(Q2-Q1) … (2)
마지막에, 목표 부호량(Qx)으로 압축된 부호 데이터는, 기록 장치(57)로 전송되고 기록 매체의 소정의 어드레스에 저장된다.
도 27은 이 전자 스틸 카메라의 JPEG 부호화 방식을 사용한 부호량 일정 제어 방식의 동작을 나타내는 흐름도이다. 이 흐름도에 따라서, 도 23 내지 도 26에서 나타낸 전자 스틸 카메라의 동작에 대하여 간단히 설명한다.
피사체상이 촬상 장치(51)에 의해서 아날로그 화상 신호로 변환되고, 아날로그 화상 신호는 화상 처리부(52)에 의해서 디지털 화상 데이터로 변환되어 화상 메모리(53)에 저장된다. 화상 메모리(53)로부터 인출된 화상 데이터는 JPEG 인코더(54)로 주어진다.
단계 S71에 있어서, 압축 계수 추정부(56)는, 압축율이 최적값보다도 높게 되도록, 즉 압축 데이터의 부호량이 목표 부호량(Qx)보다도 작게 되도록 비교적 큰 압축 계수(s1)를 JPEG 인코더(54)에 주어 프리 인코드(가압축)(1)를 행하고, 부호량 측정부(55)에 의해서 압축 데이터의 부호량(Q1)을 측정한다.
이어서 단계 S72에서 압축 계수 추정부(56)는 압축율이 최적값보다도 낮게 되도록, 즉 압축 데이터의 부호량이 목표 부호량(Qx)보다도 크게 되도록 비교적 작은 압축 계수(s2)를 JPEG 인코더(54)에 주어 프리 인코드(가압축)(2)를 행하고, 부호량 측정부(55)에 의해서 압축 데이터의 부호량(Q2)을 측정한다.
이어서 단계 S73에 있어서, 압축 계수 추정부(56)는, 2회의 프리 인코드(1, 2)의 결과에 기초하여 압축율이 최적값이 되도록, 즉 압축 데이터의 부호량이 목표 부호량(Qx)이 되도록 압축 계수를 추정하고, 그 추정된 압축 계수(sx)를 JPEG 인코더(54)에 주어 인코드(본압축)를 행한다. 목표 부호량(Qx)으로 압축된 화상 데이터는 기록 장치(57)로 전송되어 기록 매체의 소정의 어드레스에 저장된다.
그러나, 도 23 내지 도 27에서 나타낸 종래의 전자 스틸 카메라에서는 화상 데이터를 목표 부호량(Qx)으로 압축하기 위해서 화상 데이터를 합계 3회나 되도록 JPEG 압축할 필요가 있었기 때문에, 1회 압축하는 경우의 3배의 시간이 필요하므로 데이터 압축에 장시간을 요하고 있었다.
도 28은 종래의 다른 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 28를 참조하여, 이 전자 스틸 카메라가 도 23의 전자 스틸 카메라와 다른 점은, 부호량 측정부(55) 및 압축 계수 추정부(56)가 제거되고, 에지 강도 연산부(70) 및 압축 계수 추정부(71)가 새롭게 설치되어 있는 점이다.
에지 강도 연산부(70)는 화상 메모리(53)로부터 판독된 화상 데이터에 기초하여 에지 강도를 나타내는 파라미터(E)를 연산한다. 이 파라미터(E)와 압축 계수와 압축 데이터의 부호량의 사이에는 상관 관계가 있다. 압축 계수 추정부(71)는 에지 강도 연산부(70)로부터 주어진 파라미터(E)와 상기 상관 관계에 기초하여 화상 데이터를 목표 부호량(Qx)로 압축하기 위한 압축 계수(sx)를 추정한다. JPEG 인코더(54)는 압축 계수 추정부(71)로부터 주어진 압축 계수(sx)로 화상 메모리(53)로부터 판독되는 화상 데이터를 본압축한다. 압축 데이터는, 기록 장치(57)로 전송된다. 또한, 이러한 데이터 압축 방식은, 예를 들면 일본 특허공개 평 8-79762 호 공보에 개시되어 있다.
이 전자 스틸 카메라에서는 데이터 압축을 하지 않고서 압축 계수(sx)를 추정하고, 추정된 압축 계수(sx)로 JPEG 압축을 1회 할 뿐이기 때문에, JPEG 압축을 3회 행하고 있는 도 23의 전자 스틸 카메라에 비교하여 데이터 압축을 신속히 할 수 있다.
그러나, 도 28의 전자 스틸 카메라에서는 촬상 장치(51) 및 화상 처리부(52)에서 생성한 화상 데이터를 직접 화상 메모리(53)에 저장하였기 때문에, 화상 메모리(53)의 용량이 커져, 시스템 비용이 높게 된다고 하는 문제가 있었다.
그러므로 본 발명의 주된 목적은 화상 정보를 일정한 부호량의 가변 길이 부호로 신속하게 압축하는 것이 가능하고, 또한 화상 메모리의 용량이 작게 해결되는 화상 부호화 장치, 화상 부호화 방법 및 화상 축적/전송 장치를 제공하는 것이다.
본 발명을 간단하게 말하면, 화상 정보를 고정 길이 부호로 압축하여 화상 메모리에 저장하고, 화상 메모리로부터 인출한 고정 길이 부호에 기초하여 최적인 압축 계수를 추정한다. 따라서, 화상 정보를 그대로 화상 메모리에 저장하고 화상 메모리로부터 인출한 화상 정보에 기초하여 최적인 압축 계수를 추정하고 있는 종래의 경우와 비교하여, 화상 메모리의 용량이 작게 해결되고, 또한 최적인 압축 계수를 신속히 추정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도.
도 2a 내지 2c는 도 1에 나타낸 FBTC 인코더의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1에 나타낸 FBTC 인코더의 동작을 설명하기 위한 다른 도면.
도 4는 도 1에 나타낸 전자 스틸 카메라에 있어서의 부호량 일정 제어 방식을 나타내는 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도.
도 6은 도 5에 나타낸 부호량 보정부의 구성을 나타내는 블럭도.
도 7은 도 5에 나타낸 전자 스틸 카메라에 있어서의 부호량 일정 제어 방식을 나타내는 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 전자 스틸 카메라의 부호량 보정부의 구성을 나타내는 블럭도.
도 9는 도 8에서 설명한 전자 스틸 카메라에 있어서의 부호량 일정 제어 방식을 나타내는 흐름도.
도 10은 도 9에 나타낸 부호량 일정 제어 방식의 개량예를 나타내는 흐름도.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도.
도 12는 도 11에 나타낸 전자 스틸 카메라의 부호량 일정 제어 방식의 원리를 설명하기 위한 도면.
도 13은 도 11에 나타낸 기본 부호량 테이블 기억부에 저장된 기본 부호량 테이블을 예시하는 도면.
도 14는 도 13에 나타낸 기본 부호량 테이블을 나타내는 다른 도면.
도 15는 도 11에 나타낸 압축 계수 추정부의 구성을 나타내는 블럭도.
도 16은 도 15에 나타낸 압축 계수 추정부의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 17은 도 15에 나타낸 압축 계수 추정부의 동작을 설명하기 위한 다른 도면.
도 18은 도 11에 나타낸 기본 부호량 테이블 기억부에 저장되어 있는 기본 부호량 테이블의 작성 방법을 나타내는 흐름도.
도 19는 도 11에 나타낸 기본 부호량 테이블 기억부에 저장되어 있는 기본 부호량 테이블의 작성 방법을 나타내는 다른 흐름도.
도 20은 본 발명의 실시의 형태 5에 의한 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도.
도 21은 도 20에 나타낸 압축 계수 보정부의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 22는 본 발명의 실시의 형태 6에 의한 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도.
도 23은 종래의 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도.
도 24는 도 23에 나타낸 JPEG 인코더의 구성을 나타내는 블럭도.
도 25a 내지 25d는 도 24에 나타낸 JPEG 인코더의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 26은 도 23에 나타낸 압축 계수 추정부의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 27은 도 23에 나타낸 전자 스틸 카메라의 부호량 일정 제어 방식을 나타내는 흐름도.
도 28은 종래의 다른 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 촬상 장치 2 : 영상 처리부
3 : FBTC 인코더 4 : 화상 메모리
5 : FBTC 인코더 6 : 셀렉터
7 : JPEG 인코더 8 : 부호량 측정부
9 : 압축 계수 추정부 10 : 기록 장치
(실시의 형태 1)
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 1를 참조하면, 이 전자 스틸 카메라는 촬상 장치(1), 화상 처리부(2), FBTC(Fixed Block Truncation Coding) 인코더(3), 화상 메모리(4), FBTC 디코더(5), 셀렉터(6), JPEG 인코더(7), 부호량 측정부(8), 압축 계수 추정부(9) 및 기록 장치(10)를 구비한다.
촬상 장치(1)는, 렌즈, CCD 등을 포함하며, 피사체상을 아날로그 화상 신호로 변환한다. 화상 처리부(2)는 촬상 장치(1)로부터 출력된 아날로그 화상 신호에 여러가지 처리를 행한 후 디지털 화상 데이터로 변환한다.
FBTC 인코더(3)는, 고정 길이 부호화 방식인 FBTC 방식에 의해, 화상 처리부(2)에서 생성된 디지털 화상 데이터의 데이터량을 예를 들면 1/2로 압축하여 화상 메모리(4)에 저장한다.
여기에서 FBTC 방식에 대하여 설명한다. 여기에서 말하는 FBTC 방식이란, 블럭 부호화 방식인 GBTC(Generalized Block Truncation Coding) 방식을 고정 길이화한 부호화 방식이고, 동일 방법은 오카겐이찌로(岡賢一郞) 등에 의해 「하드 카피 장치에 최적인 화상 압축법」(일본 인쇄 학회지, 제27권, 제3호, p.290 내지 p.298, 1990년)의 2.5 절에서 제안되어 있다. 여기에서는, 동일 수법을 FBTC 방식이라고 부르기로 하고, 그 개요를 이하에 설명한다. FBTC 방식에서는, 우선 도 2a, 2b에 도시하는 것같이, 원화상을 각각이 M×N(도면에서는 4×4) 화소로 이루어지는 복수의 화소 블럭으로 분할하고, 각 화소 블럭을 4 행 4 열의 화소 데이터(Xij: i, j = 0 내지 3)로 이루어지는 테이블로 나타낸다. 화소 데이터(Xij)의 각각은, 대응하는 화소의 화상 농도를 256 색조로 나타낸 것이다. 이어서, 도 3에 도시하는 것같이 블럭 내의 화소 데이터(Xij)의 최대값(Lmax) 및 최소값(Lmin)을 추출하고, 이하의 수식(3), (4)을 사용하여 P1, P6을 구한다.
P1=(Lmax+Lmin*7)/8 …(3)
P6=(Lmax*7+Lmin)/8 …(4)
이어서, Xij≤P1이 되는 화소 데이터(Xij)의 평균값(Q1)과, Xij＞P6가 되는 화소 데이터(Xij)의 평균값(Q8)을 구하고, 수식(5), (6)에 의해 평균값(LA) 및 색조폭 지표(LD)를 구한다.
LA=(Q1+Q8)/2 …(5)
LD=Q8-Q1 …(6)
이어서, 이하의 수식(7) 내지 (12)에 기초하여, 6개의 한계값(L1 내지 L6)을 구한다. Lmin, L1 내지 L6, Lmax의 8개의 한계값에 기초하여 화소 데이터(Xij)를 3비트의 양자화값(øij)으로 변환한다.
L1=LA-3/8*LD …(7)
L2=LA-2/8*LD …(8)
L3=LA-1/8*LD …(9)
L4=LA+1/8*LD …(10)
L5=LA+2/8*LD …(11)
L6=LA+3/8*LD …(12)
따라서, 각 블럭의 화소 데이터(Xij)는, 도 2c에 도시하는 것같이, 4 행 4 열의 양자화값(øij), 블럭 내의 화소 데이터(Xij)의 평균값(LA), 및 블럭 내의 화소 데이터(Xij)의 색조폭 지표(LD)로 압축된다. 각 양자화값(øij)은 3비트로 나타내여지고, 평균값(LA) 및 색조폭 지표(LD)의 각각은 8비트로 나타내여지기 때문에, 16 바이트이던 각 블럭의 화상 데이터가, 3×16+8+8 = 64비트 = 8 바이트로 압축되게 된다.
또한, 이 FBTC 부호화 방식을 전자 스틸 카메라 등에 그대로 적용하면, 고정 길이 부호화를 실현할 수 있지만, 상술한 정도의 압축율(1/2)로서는 저장 가능한 화상 매수가 현저히 적어지기 때문에 실용가능한 수준이라고는 할 수 없다. 또한, FBTC 부호화 방식은 표준 방식이 아니기 때문에 널리 일반적으로 사용하는 경우에는 부적당하다고 할 수 있다. 여기에서, FBTC 부호화 방식을 사용한 이유의 하나로 화질 열화가 비교적 느껴지지 않는 범위 내에서 화상 메모리의 용량을 감소화할 수 있는 것을 들 수 있다.
도 1로 되돌아가서, 화상 메모리(4)는 FBTC 인코더(3)에서 생성된 FBTC 압축 데이터를 일시적으로 기억한다. FBTC 디코더(5)는 화상 메모리(4)로부터 판독된 FBTC 압축 데이터를 늘려서 원래의 화상 데이터로 되돌려 셀렉터(6)에 준다. 셀렉터(6)는 압축 계수 추정부(9)에 의해서 제어되어 화상 메모리(4)로부터의 FBTC 압축 데이터에 포함되는 LA 성분과 FBTC 디코더(5)로부터의 화상 데이터 중의 어느것인가 한쪽을 JPEG 인코더(7)에 선택적으로 준다.
JPEG 인코더(7)는, 도 23 및 도 24에 나타낸 JPEG 인코더(54)와 동일한 구성이다. 부호량 측정부(8)는 JPEG 압축 데이터의 부호량을 측정한다. 압축 계수 추정부(9)는 화상 메모리(4), 셀렉터(6), JPEG 인코더(7), 부호량 측정부(8) 등을 제어하여 화상 데이터를 목표 부호량으로 압축하기 위한 압축 계수를 추정한다.
즉, 우선 압축 계수 추정부(9)는 JPEG 압축 데이터의 부호량이 목표 부호량보다도 작게 되는 압축 계수를 JPEG 인코더(5)에 줌과 동시에, 셀렉터(6)를 제어하여 화상 메모리(4)로부터 판독된 FBTC 압축 데이터 중의 LA 성분만을 JPEG 인코더(7)에 준다. JPEG 인코더(7)는, 그 압축 계수를 양자화 테이블에 곱하여, 셀렉터(6)로부터의 LA 성분만을 프리 인코드한다. 부호량 측정부(8)는 그 부호량을 측정하여 압축 계수 추정부(9)에 준다.
이어서, 압축 계수 추정부(9)는 JPEG 압축 데이터의 부호량이 목표 부호량보다도 크게되는 압축 계수를 JPEG 인코더(7)에 준다. JPEG 인코더(7)는 2회째의 프리 인코드를 행하고 부호량 측정부(8)는 그 부호량을 측정하여 압축 계수 추정부(9)에 준다. 압축 계수 추정부(9)는 2개의 가압축 데이터의 부호량에 기초하여 JPEG 압축 데이터 부호량이 목표 부호량이 되는 압축 계수를 추정한다.
압축 계수의 최적값을 구하기 위해서는, 예를 들면 다음과 같은 방법이 고려된다. 즉, 목표 부호량을 Qx, 프리 인코드한 때의 압축 계수를 s1, s2, 그것들을 사용하여 압축한 후의 LA 성분의 데이터량을 Q1, Q2로 한다. 원래, LA 성분은 데이터량이 오리지날 화상의 1/16로 되어있기 때문에, Qx와 Q1, Q2를 동시에 취급할 수 없다. 그리하여, 임의의 변환 계수(k1)를 정의하고, 그것을 Q1, Q2에 곱하는 것으로 Qx, k1Q1 및 k1Q2의 3개의 값을 동시에 취급할 수 있도록 해둔다. 이 때, Qx, k1Q1, k1Q2, s1, s2가 도 27과 같은 관계가 있는 것으로 가정한다.
k1Q1이 Q1에, k1Q2가 Q2에 상당하면, 화상 데이터를 목표 부호량(Qx)으로 부호화하는 것이 가능한 압축 계수(sx)는 다음 수식(13)에 의해 추정할 수 있다.
sx=s1-(s1-s2)(Qx-k1Q1)/(k1Q2-k1Q1) …(13)
다음에, 압축 계수 추정부(9)는 상술한 바와 같이 하여 구한 압축 계수(sx)를 JPEG 인코더(7)에 줌과 동시에, 셀렉터(6)를 제어하여 FBTC 디코더(5)에서 복호된 화상 데이터를 JPEG 인코더(7)에 준다. JPEG 인코더(7)는, 압축 계수 추정부(9)로부터의 압축 계수(sx)에 기초하여, 셀렉터(6)를 통해 FBTC 디코더(5)로부터 주어지는 화상 데이터를 JPEG 압축한다. 최종적으로 JPEG 압축된 화상 데이터는 기록 장치(10)로 전송되고 기억 매체의 소정의 어드레스에 저장된다.
도 4는 이 전자 스틸 카메라에 있어서의 JPEG 부호화 방식을 사용한 부호량 일정 제어 방식의 동작을 나타내는 흐름도이다. 이 흐름도에 따라서, 도 1 내지 도 3에 나타낸 전자 스틸 카메라의 동작에 대하여 간단히 설명한다.
피사체상은 촬상 장치(1)에 의해서 아날로그 화상 신호로 변환되고, 화상 처리부(2)에 의해서 디지털 화상 데이터로 변환된다. 화상 처리부(2)에서 생성된 디지털 화상 데이터는 FBTC 인코더(3)에 의해서 FBTC 압축되어 화상 메모리(4)에 저장된다.
단계 S10에 있어서, 압축율이 최적시 보다도 높게 되도록, 즉 JPEG 압축 데이터의 부호량이 목표 부호량(Qx)보다도 작게 되도록 비교적 큰 압축 계수(s1)가 양자화 테이블에 곱해져, 화상 메모리(4)로부터 판독된 LA 성분만이 프리 인코드되어 가압축 데이터의 부호량이 측정된다. LA 성분의 부호량은 원래의 화상 데이터의 1/16이기 때문에, 화상 데이터를 직접 가압축하고 있는 종래의 경우와 비교하여 가압축의 시간은 1/16로 해결된다.
이어서 단계 S20에 있어서, 압축율이 최적값 보다도 낮게 되도록, 즉 JPEG 압축 데이터의 부호량이 목표 부호량(Qx) 보다도 커지도록 비교적 작은 압축 계수(s2)가 양자화 테이블에 곱해져, 화상 메모리(4)로부터 판독된 LA 성분만이 프리 인코드되어 가압축 데이터의 부호량이 측정된다.
이어서 단계 S30에서, 2회의 프리 인코드(1, 2)의 결과에 기초하여, 압축율이 최적값이 되도록, 즉 JPEG 압축 데이터의 부호량이 목표 부호량(Qx)이 되는 압축 계수(sx)가 추정되고, 이 압축 계수(sx)가 양자화 테이블에 곱해져 인코드가 행하여진다.
마지막에, 목표 부호량(Qx)으로 압축된 압축 데이터는, 기록 장치(10)로 전송되어 기록 매체의 소정의 어드레스에 저장된다.
이 실시의 형태에서는 FBTC 압축 데이터의 LA 성분만을 가압축하여 압축 계수의 최적값(sx)를 연산하기 때문에, 통상의 JPEG 압축의 (1/16+1/16+1)배의 시간으로 화상 데이터를 일정한 데이터량으로 압축할 수 있어, 통상의 JPEG 압축의 3배의 시간을 요하고 있는 종래의 경우와 비교하여 압축 시간이 대폭적으로 단축화된다.
또한, 화상 데이터를 FBTC 압축한 후에 화상 메모리에 저장하고, 화상 메모리(4)로부터 인출한 FBTC 압축 데이터의 LA 성분에 기초하여 압축 계수의 최적값(sx)을 연산하기 때문에, 화상 데이터를 그대로 화상 메모리에 저장하여 화상 메모리로부터 인출한 화상 데이터에 기초하여 압축 계수의 최적값(sx)을 연산하고 있는 종래의 경우와 비교하여 화상 메모리의 용량이 작게 해결된다.
또한, 이 실시의 형태에서는 JPEG 인코더(7)는 FBTC 압축 데이터의 LA 성분을 사용하여 프리 인코드(1, 2)를 행하였지만 이것으로 한정되는 것이 아니라 FBTC 압축 데이터의 LD 성분을 사용하여 프리 인코드(1, 2)를 행하더라도 좋다. 상기의 경우에도 같은 효과가 얻어진다.
(실시의 형태 2)
통상, 색조폭 지표(LD)가 큰 경우 화소 데이터(Xij)의 격차가 크기 때문에, LA 성분만을 압축하여 구한 최적인 압축 계수(sx)로 화상 데이터를 JPEG 압축하면, JPEG 압축 데이터의 부호량은 목표 부호량(qx) 보다도 커져 버린다. 그리하여, 이 실시의 형태 2에서는 프리 인코드(1, 2)의 결과, 즉 가압축 데이터의 부호량의 측정값(Q1, Q2)을 색조폭 지표(LD)에 기초하여 보정한다.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 5를 참조하여, 이 전자 스틸 카메라가 도 1의 전자 스틸 카메라와 다른 점은 부호량 보정부(11)가 새롭게 설치되어 있는 점이다.
부호량 보정부(11)는 도 6에 도시하는 것같이, 평균 색조폭 지표 연산부(12), 감산기(13), 승산기(14, 15) 및 가산기(16)를 포함한다. 평균 색조폭 지표 연산부(12)는 화상 메모리(4)로부터의 FBTC 압축 데이터의 전체 블럭(또는 적당히 샘플링한 블럭)의 색조폭 지표(LD)의 평균값(LDa)을 연산한다. 감산기(13)는 LDa로부터 어느 기준값(T1)을 뺀다. 승산기(14)는, LDa-T1에 적당한 계수(k2)를 곱한다. 승산기(15)는 부호량 측정부(8)로부터의 부호량(Q1)에 계수(k1)를 곱한다. 가산기(16)는 k1Q1'와 (LDa-T1)*k1을 더한다. 가산기(16)의 출력(k1Q1')이 압축 계수 추정부(9)에 주어진다. 즉, 부호량 보정부(11)는, 다음 수식(14)에 기초하여 부호량(Q1)을 보정한다.
k1Q1' = k1Q1+(LDa-T1)*k2 …(14)
이것은 다음의 것을 의미한다. LDa가 기준값(T1)을 상회하는 경우에는 그 차분의 절대값에 따른 값을 k1Q1에 더하여 k1Q1을 상방 수정한다. 반대로 LDa가 기준값(T1)을 하회하면, 그 차분의 절대값에 따른 값을 k1Q1에서 빼서 k1Q1을 하방 수정한다.
또한, 기준값(T1)을 복수 종류 준비하고, 그것에 따라서 계수(k2)도 복수 준비함에 의해 보다 자세한 보정을 행하는 것도 고려된다.
부호량 측정부(8)로부터의 부호량(Q2)에 관해서도 부호량(Q1)과 같이 보정한다. 압축 계수 추정부(9)는 수식(13)의 k1Q1, k1Q2 대신에 k1Q1', k1Q2'를 사용한다.
도 7은 이 실시의 형태의 전자 스틸 카메라에 있어서의 JPEG 부호화 방식을 사용한 부호량 일정 제어 방식을 나타내는 흐름도에 있어서, 도 4와 대비되는 도면이다. 도 7을 참조하면, 이 부호량 일정 제어 방식이 도 4의 부호량 일정 제어 방식과 다른 점은, 단계 S11, S21이 새롭게 설치되어 있는 점이다. 단계 S20, S30에 앞서서, 단계 S11, S21에서 프리 인코드(1, 2)의 결과 즉 가압축 데이터의 부호량의 측정값(Q1, Q2)이 색조폭 지표(LD)에 기초하여 보정된다.
다른 구성 및 동작은 실시의 형태 1과 동일하기 때문에, 그 설명은 반복하지 않는다.
이 실시의 형태에서는 가압축 데이터의 부호량의 측정값(Q1, Q2)을 색조폭 지표(LD)에 기초하여 보정하기 때문에, JPEG 압축 데이터의 부호량을 목표 부호량(Qx)에 정밀하게 일치시킬 수 있다.
또한, FBTC 압축 데이터의 LD 성분을 사용하여 프리 인코드한 경우는, LD 성분 대신에 LA 성분을 사용하여 가압축 데이터의 부호량의 측정값(Q1, Q2)을 보정하면 좋다.
(실시의 형태 3)
통상, 양자화값(øij)의 변화폭이 큰 경우는 LA 성분만을 압축하여 구한 계수로 JPEG 압축하면, JPEG 압축 데이터의 부호량이 목표 부호량(Qx) 보다도 커지게 된다. 그리하여, 이 실시의 형태에서는 프리 인코드(1, 2)의 결과, 즉, 가압축 데이터의 부호량의 측정값(Q1, Q2)을 양자화값(øij)에 기초하여 보정한다.
도 8은, 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 전자 스틸 카메라의 부호량 보정부(21)의 구성을 나타내는 블럭도에 있어서, 도 6과 대비되는 도면이다. 도 8을 참조하여 이 부호량 보정부(21)는, 변화폭 연산부(22), 평균 변화폭 연산부(23), 감산기(24), 승산기(25, 26) 및 가산기(27)를 포함한다.
변화폭 연산부(22)는, 화상 메모리(4)로부터의 FBTC 압축 데이터의 전체 블럭(또는 적당히 샘플링한 블럭)의 각각의 양자화값(øij)의 변화폭(W)을 순차 연산한다. 이 때, 양자화값(øij)의 변화폭(W)은 예를 들면 다음 수식(15 내지 17)에서 연산된다.
[수 2]
즉, 블럭 내의 주주사방향(또는 부주사방향)에 서로 인접하는 화소의 차분의 절대값을 더하여 합하고, 그 총합을 변화폭으로 한다. 또한, 수식(17)에서는, Wh와 Wv의 평균값을 종합적인 변화폭(W)으로 하고 있지만, 예를 들면, Wh와 Wv 중의 큰 쪽의 값을 선택하고 그것을 W로 하는 것도 고려된다.
평균 변화폭 연산부(23)는 변화폭 연산부(22)에서 연산된 변화폭(W)의 평균값(Wa)을 연산한다. 감산기(24)는 Wa로부터 임의의 기준값(T2)을 뺀다. 승산기(25)는 Wa-T2에 적당한 계수(k3)를 곱한다. 승산기(26)는 부호량 측정부(8)로부터의 부호량(Q1)에 계수(k1)를 곱한다. 가산기(27)는 k1Q1과 (Wa-T2)*k3을 더한다. 가산기(27)의 출력(k1Q1')이 압축 계수 추정부(9)에 주어진다. 즉 부호량 보정부(21)는 다음 수식(18)에 기초하여 부호량(Q1)을 보정한다.
k1Q1'=k1Q1+(Wa-T2)*k3 …(18)
또한, 기준값(T2)을 복수 종류 준비하고, 그것에 따라서 계수(k3)를 복수 준비함에 의해 보다 자세한 보정을 행하는 것도 고려된다.
부호량 측정부(8)로부터의 부호량(Q2)에 관해서도 부호량(Q1)과 같이 보정된다. 압축 계수 추정부(9)는, 수식(13)의 k1Q1, k1Q2 대신에 k1Q1', k1Q2'를 사용한다.
도 9는 이 전자 스틸 카메라에 있어서의 JPEG 부호화 방식을 사용한 부호량 일정 제어 방식을 나타내는 흐름도에 있어서, 도 7과 대비되는 도면이다. 도 9를 참조하면, 이 부호량 일정 제어 방식이 도 7의 부호량 일정 제어 방식과 다른 점은, 단계 S11, S21 대신에 단계 S12, S22가 설치되어 있는 점이다. 단계 S20, S30에 앞서서, 단계 S12, S22에서 프리 인코더(1, 2)의 결과 즉 가압축 데이터의 부호량의 측정값(Q1, Q2)이 FBTC 압축 데이터의 øij 성분에 기초하여 보정된다.
다른 구성 및 동작은 실시의 형태 1과 동일하기 때문에, 그 설명은 반복하지 않는다.
이 실시의 형태에서는 가압축 데이터의 데이터량의 측정값을 양자화값(øij)에 기초하여 보정하기 때문에, JPEG 압축 데이터의 부호량을 목표 부호량(Qx)에 정밀하게 일치시킬 수 있다.
또한, FBTC 압축 데이터의 LD 성분을 사용하여 프리 인코드한 경우라도, 가압축 데이터의 부호량의 측정값을 양자화값(øij)에 기초하여 보정하면 같은 효과가 얻어진다.
또한, 이 실시의 형태에서는 가압축 데이터의 부호량의 측정값(Q1, Q2)을 양자화값(øij)에 기초하여 보정하였지만, 도 10에 도시하는 것같이 JPEG 압축 데이터의 측정값을 색조폭 지표(LD)(또는 평균값(LA))와 양자화값(øij)의 양쪽에 기초하여 보정하더라도 좋은 것은 말할 필요도 없다.
(실시의 형태 4)
실시의 형태 1 내지 3에서는 평균값(LA)이나 색조폭 지표(LD)에 대하여 JPEG 부호화 방식으로 가압축(프리 인코드)을 행하고, 그 결과로부터 최적인 압축 계수를 추정하였다. 이 실시의 형태 4에서는 가압축을 전혀 행하지 않고서 더욱 신속하게 압축 계수를 추정한다.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 11을 참조하면, 이 전자 스틸 카메라가 도 1의 전자 스틸 카메라와 다른 점은, 셀렉터(6), 부호량 측정부(8) 및 압축 계수 추정부(9)가 제거되고, 기본 부호량 테이블 기억부(30) 및 압축 계수 추정부(31)가 새롭게 설치되어 있는 점이다.
기본 부호량 테이블 기억부(30)는 압축 계수와 부호량과의 관계를 테이블 데이터로서 기억한다. 압축 계수 추정부(31)는 기본 부호량 테이블 기억부(31)에 저장되어 있는 기본 부호량 테이블과 FBTC 부호화 데이터인 색조폭 지표(LD)에 기초하여 화상 데이터를 목표 부호량(Qx)으로 압축하기 위한 압축 계수(sx)를 추정한다.
다음에, 이 전자 스틸 카메라의 동작에 대하여 설명한다. CCD 등으로 판독된 화상 데이터는 실시의 형태 1 내지 3에서 설명한 것같이 여러가지의 신호 처리가 행해져 디지털 데이터로 변환된 후, 우선 최초에 FBTC 인코더(3)에 입력된다. FBTC 인코더(3)에서 FBTC 부호화 처리된 압축 데이터는 화상 메모리(4)에 일시적으로 저장된다.
다음에, 기본 부호량 테이블(30) 및 압축 계수 추정부(31)에 대하여 설명하지만, 그 전에 JPEG 부호화한 때의 부호량과 화질에 대하여 간단히 설명한다. 반복하게 되지만, JPEG 부호화 방식에서는, DCT 변환된 데이터에 대하여 양자화 테이블을 사용하여 양자화 처리를 행하고 있다.
여기에서, 양자화 한계값이 커질수록 양자화값을 표현하는 비트수가 적어지기 때문에 압축율이 향상하여 부호량도 저하한다. 단, 화상 열화의 정도는 커진다. 반대로 양자화 한계값이 작게 되면 압축율은 저하하지만, 화질 열화의 정도는 작게 억제할 수 있다.
이러한 성질을 이용하여, 도 25c에 나타내는 기본적인 양자화 테이블을 양자화 테이블 기억부(62)에 저장해 두고, 그것에 압축 계수를 곱하여 양자화 테이블을 재구성함에 의해, 화질과 부호량의 관계를 제어할 수 있는 것은 이미 종래 기술에서 서술한 대로이다.
여기에서, 전형적인 압축 계수와 부호량의 관계의 일례를 도 12에 나타낸다. 이 도면에서도 알 수 있는 것같이, 압축 계수가 커질수록 부호량은 작게되어 있다(압축율이 높아지고 있다).
그런데, 통상의 자연 화상을 JPEG 부호화하면, 거의 모든 화상에서 도 12와 같이 오른쪽으로 내려가는 형상이 된다. 화상에 의한 차이는, ①, ②. ③과 같이 상하로 이동될 뿐이다. 통상 JPEG 부호화하면, 화상의 고주파 성분이 많을수록 부호량이 많아지는 것을 고려하면, 도 12에서는 ③이 가장 많은 고주파 성분을 포함하고 있게 된다.
또한, 고주파 성분이 많으면 화소 데이터의 격차도 커지기 때문에 FBTC 부호화시의 색조폭 지표(LD)도 큰 값을 나타내게 된다. 즉, 색조폭 지표(LD)가 큰 값을 가질수록 부호량도 많게 된다고 할 수 있다. 따라서, 처리 대상으로 하고 있는 화상의 색조폭 지표(LD)를 알면 도 12와 같은 압축 계수와 부호량의 관계를 추정할 수 있을 것이다. 그리고, 이 관계를 추측할 수 있으면 도 26에 도시하는 것같이 목표 부호량에 대한 압축 계수를 추측할 수 있어 부호량을 일정량으로 제어하는 것이 가능하게 된다.
다음에, 실제의 제어 방식에 대하여 설명한다. 예를 들면, 도 13에 도시하는 것같이 전형적인 압축 계수 대 부호량의 관계(이것을 기본 부호량 테이블이라고 칭한다)를 5개 구하여 놓고, 기본 부호량 테이블 기억부(30)에 저장하여 둔다. 각각의 관계에는 인덱스로서 색조폭 지표(LD)를 부가한다.
이 테이블을 도 12에 나타내는 그래프로 나타내면 도 14와 같이 된다. 색조폭 지표(LD)에 관하여는 FBTC 부호화시에 이미 생성되어 화상 메모리(4)에 저장되어 있기 때문에, 그 LD값을 그대로 사용할 수 있다. 압축 계수 추정부(31)에서는 입력되는 색조폭 지표(LD)를 사용하여 목표 부호량으로 압축하기 위한 압축 계수를 추정하고, JPEG 인코더(7)에서는 그 압축 계수를 사용하여 JPEG 부호화를 행한다.
다음에, 부호량 제어의 핵이 되는 압축 계수 추정부(31)를 도 15을 이용하여 설명한다. 도 15에 있어서, 압축 계수 추정부(31)는 평균 색조폭 지표 연산부(32), 인접 색조폭 지표 검출부(33), 상대값 검출부(34), 부호량 테이블 추정부(35) 및 압축 계수 연산부(36)를 포함한다.
평균 색조폭 지표 연산부(32)는 화상 메모리(4)로부터 출력되는 FBTC 부호화 데이터인 색조폭 지표(LD)에서 화상 전체의 평균 색조폭 지표(LDa)를 연산한다. 인접 색조폭 지표 검출부(33)는 기본 부호량 테이블 기억부(30)에 저장되어 있는 복수의 색조폭 지표(LD)에서 현재 처리하려고 하고 있는 화상(이후, 처리 대상 화상이라고 칭한다)의 평균 색조폭 지표에 가까운 2개의 색조폭 지표(LD1, LD2)를 선택한다.
상대값 검출부(34)는 처리 대상 화상의 평균 색조폭 지표(LDa)가 인접 색조폭 지표(LD1, LD2)에 대하여 상대적으로 어느 정도의 값인가 검출한다. 부호량 테이블 추정부(35)는 처리 대상 화상의 압축 계수 대 부호량의 관계(부호량 테이블)를 추정한다. 압축 계수 연산부(30)는, 최종적으로 JPEG 부호화를 행하기 위한 압축 계수(sx)를 연산한다.
여기에서, 압축 계수 추정부(31)의 동작에 대하여 설명한다. 화상 메모리(4)에 저장되어 있는 처리 대상 화상의 각 블럭의 색조폭 지표(LD)가 순차 판독되고, 그 화상에 있어서의 평균 색조폭 지표(LDa)가 평균 색조폭 지표 연산부(32)에 의해서 구해진다.
한편, 인접 색조폭 지표 검출부(33)에서는 기본 부호량 테이블 기억부(30)에 색인으로서 기억되어 있는 복수의 색조폭 지표 중의 평균 색조폭 지표(LDa)에 가장 가까운 색조폭 지표(LD1, LD2(LD2＞LDa＞LD1))가 선택된다.
다음에 상대값 검출부(34)에 있어서, 평균 색조폭 지표(LDa)가 2개의 인접 색조폭 지표(LD1, LD2)에 어느 정도 가까운가를 나타내는 상대값(RL)이 이하의 수식(19)에 의해 구해진다.
RL=(LDa-LD1)/(LD2-LD1) …(19)
다음에, 처리 대상 화상에 있어서의 각 압축 계수(s)(예를 들면, 도 13에서 말하면, s는 10 내지 90까지에서의 10 간격의 값)에서의 부호량(Qsx)이 부호량 테이블 추정부(35)에서 구해진다. 기본 부호량 테이블에서의 인덱스인 인접 색조폭 지표(LD1, LD2)가 나타내는 각 압축 계수(s)의 부호량을 Q1s, Q2s(Q1s＜Q2s)라고 하면, 평균 색조폭 지표(LDa)에서의 부호량(Qsx)은 이하의 수식(20)에 의해 추정할 수 있다.
Qsx=Q1s+(Q2s-Q1s)*RL …(20)
이상 처리를 개념적으로 나타내면 도 16과 같이 된다. 도 16에서는 압축 계수 s=30, 40, 50에 대하여 계산하고 있지만, 실제로는 기본 부호 테이블 기억부(30)에 저장되어 있는 각 압축 계수에 대하여 상기의 처리를 행하여(도 13의 예에서 말하면 s=10, 20, …, 90), 처리 대상 화상의 부호량 테이블을 완성시킨다.
부호량 테이블 추정부(35)에서 Qsx가 구해지면, 압축 계수 연산부(36)에서는 처리 대상 화상을 목표 부호량(Qx)으로 JPEG 부호화할 때의 압축 계수(sx)가 구해진다. 구체적으로는 도 17에 도시하는 것같이, Qsx 중에서 목표 부호량(Qx)에 가장 가까운 2개의 부호량(Qs1x, Os2x)을 구하고, 이 때의 압축 계수를 s1, s2로 한다. 최적인 압축 계수(sx)는 이하의 수식(21)에 의해 구할 수 있다.
sx=s2-(s2-s1)(Qx-Qs2x)/(Qs1x-Qs2x) …(21)
도 11로 되돌아가서, 압축 계수 추정부(31)에서 최적인 압축 계수(sx)가 구해지면, FBTC 디코더(5)에서는 화상 메모리(4)에 저장되어 있는 FBTC 부호화 데이터의 복호 처리가 개시되고, FBTC 디코더(5)로부터 JPEG 인코더(7)로 화상 데이터가 전송된다. JPEG 인코더(7)에서는 압축 계수 추정부(31)로부터 출력되는 압축 계수(sx)와 FBTC 디코더(5)로부터 출력되는 화상 데이터를 사용하여 JPEG 부호화 압축이 행하여진다. 목표 부호량(Qx)으로 JPEG 압축된 데이터는 기록 장치(10)로 전송되어 기록 매체의 소정의 어드레스에 저장된다.
계속해서, 기본 부호량 테이블 기억부(30)에 저장하는 기본 부호량 테이블의 작성 방법에 대하여 설명한다. 기본 부호량 테이블은, 많은 샘플 화상을 사용하여 JPEG 압축하였을 때의 부호량의 통계값을 바탕으로 작성된다. 도 18 및 도 19의 흐름도를 참조하여 구체적인 기본 부호량 테이블의 작성 방법을 이하에 나타낸다.
최초로 도 18을 사용하여 설명한다. 샘플 화상(i)에 대하여 FBTC 부호화를 행하고, 각 블럭 내의 색조폭 지표(LD)의 평균값(LDa)을 구한다(단계 S31 내지 S34). 다음에, 단계 S35에서, 평균값(LDa)에 의해 현재 처리하고 있는 화상에 대하여 그룹 구분을 행한다. 이 때, 화상(i)이 속하는 그룹을 jx로 한다. 예를 들면, LDa가 0≤LDa＜20일 때는 그룹(jA), 20≤LDa＜30일 때는 그룹(jB), 20≤LDa＜30일 때는 그룹(jC), …라는 것같이 각 화상에 대하여 그룹 구분을 행한다.
다음에, 단계 S36에서 각 그룹 내에서 평균 색조폭 지표(LDa)의 총합(Sjx)을 구함과 동시에, 각 그룹에 속하는 화상수(Njx)를 구하여 둔다. 이상의 처리(단계 S32 내지 S36)를 샘플 화상의 수만큼 행한다. 샘플 화상의 입력이 종료하면, 마지막에 그룹 내에서, 평균 색조폭 지표(LDa)의 평균값(LDajx)을 이하의 수식(22)에 의해서 구하고, 이것을 기본 부호량 테이블의 색인으로서 기본 부호량 테이블 기억부(30)에 저장한다(단계 S37 내지 S40).
LDajx=Sjx/Njx …(22)
다음에, 그룹(jx)에 대한 기본 부호량 테이블을 구한다. 도 19는, 각 그룹 내에서의 흐름도를 나타내고 있다. 우선 최초에 그룹(jx) 내의 화상(k)에 대하여, 압축 계수(s)로 JPEG 부호화하였을 때의 부호량을 구하여 Qsk로 한다. 다음에, 그룹(jx) 내의 별도의 화상(k+1)에 대하여 마찬가지로 압축 계수(s)로 JPEG 부호화를 행한다. 이상의 처리를 그룹(jx)에 속하는 Njx 개의 화상 전부에 대하여 행하고, 압축 계수(s)의 경우의 각 화상의 부호량의 총합(Cs)을 연산한다(단계 S51 내지 S56).
다음에, 그룹(jx)에 속하는 화상 수가 Njx인 점으로부터, 그룹내의 각 압축 계수에 대한 부호량의 평균값(Csa)을 이하의 수식(23)에 의해 구하고(단계 S57), 이것을 기본 부호량 테이블의 데이터로서 기본 부호량 테이블 기억부(30)에 저장한다. 구체적인 테이블의 이미지는 이전의 도 13에 나타낸 대로이다.
Csa=Cs/Njx …(23)
1개의 압축 계수에 대하여 이들의 처리가 종료하면, 또한 다음 압축 계수에 관해서도 같은 처리를 행한다(단계 S58, S59). 또한, 도 19에서는 예로서 압축 계수를 10 내지 90까지에서의 10 간격의 폭으로 하고 있지만, 특히 이 수식에 한정되는 것은 아니다.
또한, 기본 부호량 테이블은 부호량 제어를 행하기 위한 통계 데이터에 지나지 않고, 실제의 부호량 제어를 하는 때는 기본 부호량 테이블을 ROM이나 RAM 등의 메모리(기본 부호량 테이블 기억부(30))에 저장해 두고, 처리 대상 화상의 평균의 색조폭 지표(LDa)에 의해 그 테이블을 수정하여 사용하게 된다.
이 실시의 형태에서는 JPEG 부호화시에 부호량을 일정량으로 제어하고자 하는 경우에 있어서, 그 제어 파라미터가 되는 압축 계수(sx)를 기본 부호량 테이블과 각 화상의 평균적인 색조폭 지표(LDa)에 기초하여 추측하기 때문에, JPEG 부호화 처리는 1회로 끝난다. 따라서, 매우 연산량이 많은 JPEG 부호화 처리를 3회나 행하고 있는 종래의 경우에 비하여 처리 시간의 대폭적인 단축화가 가능하게 된다.
또한, JPEG 부호화의 전단계에 FBTC 부호화 처리를 배치하고 있기 때문에 화상 메모리(4)의 용량도 작게 완료된다.
또한, 이 실시의 형태에서는 FBTC 부호화 처리의 압축율을 1/2로 하고 있지만, 각 화소값의 양자화 비트폭을 변경함에 의해 압축율을 제어할 수 있기 때문에, 그것에 따라서 화상 메모리(4)의 용량도 조절할 수 있다.
(실시의 형태 5)
도 20은 본 발명의 실시의 형태 5에 의한 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 20를 참조하면, 이 전자 스틸 카메라가 도 11의 전자 스틸 카메라와 다른 점은, 부호량 측정부(8), 압축 계수 보정부(40) 및 셀렉터(41)가 새롭게 설치되어 있는 점이다.
부호량 측정부(8)는, 도 1에서 나타낸 것과 동일하며, 제1회째의 JPEG 부호화를 행하였을 때의 부호량(Qr)을 측정한다. 압축 계수 보정부(40)는 압축 계수 추정부(31)에서 생성된 압축 계수(sx)를 보정하여 새롭게 압축 계수(csx)를 추정한다. 셀렉터(41)는 JPEG 인코더(7)에서 사용되는 압축 계수로서, 압축 계수 추정부(31)에서 작성된 압축 계수(sx)와 압축 계수 보정부(40)에서 작성된 압축 계수(csx) 중의 어느쪽인가 한쪽을 선택한다.
다음에, 이 전자 스틸 카메라의 동작에 대하여 설명한다. 도 20에 있어서 촬상 장치(1) 내지 JPEG 인코더(7), 기본 부호량 테이블 기억부(30) 및 압축 계수 추정부(31)는 실시의 형태 4와 같이 동작한다. 즉, FBTC 디코더(5)에서 복호된 화상 데이터는 JPEG 인코더(7)에 주어짐과 동시에 압축 계수 추정부(31)에서 추정된 압축 계수(sx)가 셀렉터(41)를 통해 JPEG 인코더(7)에 주어지고, JPEG 인코더(7)에서 제1회째의 JPEG 부호화가 행하여진다. 이 제1회째의 JPEG 부호화를 행하였을 때의 부호량을 Qr로 하여, 압축 계수 보정부(40)에서는 다음 수식(24)에 의해 부호량 테이블(Qsx)의 보정이 행하여 진다.
Qcsx=Qsx+(Qr-Qx) …(24)
여기에서, Qcsx는 각 압축 계수(s)에서의 보정후의 부호량이고, 이후, 보정 부호량 테이블이라고 칭한다. 이 Qcsx를 사용하여, 수식(21)과 같은 개념에 근거하여 다음 수식(25)에 기초하여 보정 압축 계수(csx)를 구한다.
csx=cs2-(cs2-cs1)(Qx-Qcs2x)/(Qcs1x-Ocs2x) …(25)
여기에서, Qcs1x, Qcs2x는 Qcsx 중에서 가장 Qx에 가까운 2개의 부호량(Qcs2x＜Qcs1x)이고, cs1, cs2(cs1＜cs2)는 각각인 때의 압축 계수를 나타내고 있다. 또한, 이상의 처리를 도면에 나타내면 도 21과 같이 된다.
이렇게하여 압축 계수 보정부(40)에서 작성된 보정 압축 계수(csx)는 셀렉터(41)를 통해 JPEG 인코더(7)에 주어진다. JPEG 인코더(7)는 그 보정 압축 계수(csx)를 사용하여 제2회째의 JPEG 부호화를 행한다. 제2회째의 JPEG 부호화로 목표 부호량(Qx)으로 JPEG 압축된 데이터는 기록 장치(10)로 전송되고 기록 매체의 소정의 어드레스에 저장된다.
이 실시의 형태에서는 제1회째의 JPEG 부호화 처리에서 사용한 압축 계수(sx)에 대하여, 그 때의 JPEG 압축 데이터의 부호량(Qr)을 참조하여 압축후의 부호량이 목표 부호량(Qx)에 가까이 가도록 압축 계수(sx)를 보정한다. 따라서, 보다 정밀도가 높은 부호량 제어를 실현할 수 있다.
또한, 이 실시의 형태 5에서는 실시의 형태 4와 같이 FBTC 부호화를 사용하기 때문에 화상 메모리(4)의 용량을 감소화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 종래예는 연산량이 매우 많은 JPEG 부호화를 3회나 행하고 있는데 대하여, 이 실시의 형태 5에서는 JPEG 부호화 처리를 2회 하는 것만으로 고정밀도의 부호량 제어가 가능하게 된다고 하는 효과가 있다.
(실시의 형태 6)
도 22는 본 발명의 실시의 형태 6에 의한 전자 스틸 카메라의 구성을 나타내는 블럭도이다. 이 전자 스틸 카메라가 도 20의 전자 스틸 카메라와 다른 점은 판정부(42)가 새롭게 설치되어 있는 점이다.
이 실시의 형태 6에서는 실시의 형태 5의 동작에 대하여 이하의 동작이 가해진다. 즉, 임의의 기준값(T3)을 설정하고 부호량 측정부(8)의 측정 결과를 Qr, 목표 부호량을 Qx로 하면 판정부(42)에서는 예를 들면 다음 판정 방식 1에 의해 판정이 행하여진다.
(판정 방식 1)
만약, Qr＜Qx-T3 또는 Qx+T3＜Qr 이면, 압축 계수(sx)를 실시의 형태 5와 같이 보정하고, 보정 압축 계수(csx)를 사용하여 2번째의 JPEG 부호화를 행한다.
그 밖의 경우는, 실시의 형태 4와 같이 압축 데이터를 그대로 기록 장치(10)로 전송한다.
이 처리를 행하는 것으로 부호량을 반드시 Qx±T3의 범위 내로 받아들일 수 있어 제어성이 향상하게 된다. 또한, 이하의 판정 방식 2을 사용하면, 부호량이 목표 부호량(Qx)을 반드시 하회하도록 제어할 수 있기 때문에, 전자 스틸 카메라의 기록 장치(10)의 기억 용량이 오버플로하는 일은 없게 된다.
(판정 방식 2)
만약, Qr＞Qx 이면 압축 계수(sx)를 실시의 형태 5와 같이 보정하고, 보정 압축 계수(csx)를 사용하여 재차 JPEG 부호화를 행한다.
그 밖의 경우는, 실시의 형태 4와 같이 압축 데이터를 그대로 기록 장치(10)로 전송한다.
이 실시의 형태에서는 JPEG 부호화 처리를 1회로 완료하는가, 압축 계수(sx)를 보정하여 2회의 JPEG 부호화 처리를 행하는가를 제1회째의 JPEG 부호화 데이터의 부호량(Qr)에 기초하여 판정한다. 따라서, 판정부(42)의 판정 방식에 따른 정밀도로 목표 부호량(Qx)으로 부호화 압축하는 것이 가능하게 된다.
또한, 종래예는 연산량이 매우 많은 JPEG 부호화를 3회 행하고 있는데 대하여, 이 실시의 형태 6에서는 JPEG 부호화 처리를 1회 내지 2회 하는 것만으로 판정 방식에 따른 정밀도로 부호화 제어가 가능하게 된다고 하는 효과가 있다.
또한, 이상의 실시의 형태에서는, 본 발명이 전자 스틸 카메라에 적용된 경우에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 화상 정보를 압축하여 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 변환하는 화상 부호화 장치를 포함하는 어떠한 장치에도 적용 가능한 것은 말할 필요도 없다. 예를 들면 생성한 가변 길이 부호의 축적/전송을 행하는 화상 축적/전송 장치에도 적용 가능하다. 화상 축적/전송 장치로서는 화상을 판독하여 축적하는 스캐너, 그 스캐너를 포함하는 디지털 복사기, 화상/영상의 무선 통신을 행하는 휴대용 텔레비젼 전화와 같은 화상/영상 무선 통신 장치 등이 있다.
본 발명에 의한면, 화상 정보를 일정한 부호량의 가변 길이 부호로 신속하게 압축하는 것이 가능하며, 또한 화상 메모리의 용량이 작게 해결되는 화상 부호화 장치, 화상 부호화 방법 및 화상 축적/전송 장치를 제공하는 것이 가능하게 된다.

Claims (3)

  1. 화상 정보를 압축하여 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 변환하는 화상 부호화 장치에 있어서, 상기 화상 정보를 압축하여 고정 길이 부호로 변환하는 고정 길이 부호화 수단(3)과, 상기 고정 길이 부호화 수단에서 생성된 고정 길이 부호를 기억하는 화상 메모리(4)와, 상기 화상 메모리(4)로부터 판독된 고정 길이 부호에 기초하여, 상기 화상 정보를 상기 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 압축하기 위한 압축 계수를 추정하는 압축 계수 추정 수단(6 내지 9, 30, 31)과, 상기 화상 메모리(4)로부터 판독된 고정 길이 부호를 상기 화상 정보로 복호하는 복호 수단(5) 및 상기 복호 수단(5)에서 복호된 화상 정보를 상기 압축 계수 추정 수단(6 내지 9; 30, 31)에서 추정된 압축 계수로 압축하여 상기 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 변환하는 가변 길이 부호화 수단(7)을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
  2. 화상 정보를 압축하여 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 변환하는 화상 부호화 방법에 있어서, 상기 화상 정보를 압축하여 고정 길이 부호로 변환하는 제1의 단계와, 상기 제1의 단계에서 생성된 고정 길이 부호를 화상 메모리(4)에 기억하는 제2의 단계와, 상기 화상 메모리(4)로부터 판독된 고정 길이 부호에 근거하여, 상기 화상 정보를 상기 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 압축하기 위한 압축 계수를 추정하는 제3의 단계와, 상기 화상 메모리(4)로부터 판독된 고정 길이 부호를 상기 화상 정보로 복호하는 제4의 단계 및 상기 제4의 단계에서 복호된 화상 정보를 상기 제3의 단계에서 추정된 압축 계수로 압축하여 상기 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 변환하는 제5의 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 방법.
  3. 화상 정보를 압축하여 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 변환하고, 상기 가변 길이 부호의 축적/전송을 행하는 화상 축적/전송 장치에 있어서, 상기 화상 정보를 압축하여 고정 길이 부호로 변환하는 고정 길이 부호화 수단(3)과, 상기 고정 길이 부호화 수단(3)에서 생성된 고정 길이 부호를 기억하는 화상 메모리(4)와, 상기 화상 메모리(4)로부터 판독된 고정 길이 부호에 기초하여, 상기 화상 정보를 상기 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 압축하기 위한 압축 계수를 추정하는 압축 계수 추정 수단(6 내지 9; 30, 31)과, 상기 화상 메모리(4)로부터 판독된 고정 길이 부호를 상기 화상 정보로 복호하는 복호 수단(5) 및 상기 복호 수단(5)에서 복호된 화상 정보를 상기 압축 계수 추정 수단(6 내지 9; 30 내지 31)에서 추정된 압축 계수로 압축하여 상기 미리 정해진 부호량의 가변 길이 부호로 변환하는 가변 길이 부호화 수단(7)을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 축적/전송 장치.
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